河北省超貧磁鐵礦與礦山地質環境恢復治理初探

■劉　蓓　朱黨生　陳衛東　張　倩（河北省保定地質工程勘查院河北保定0705;河北省地礦局第五地質大隊河北唐山063000）

河北省超貧磁鐵礦與礦山地質環境恢復治理初探

■劉蓓1朱黨生1陳衛東1張倩2
（1河北省保定地質工程勘查院河北保定071051;2河北省地礦局第五地質大隊河北唐山063000）

文章概述了河北省超貧磁鐵礦的基本概念、資源儲量、成因類型與分布，闡述了超貧磁鐵礦的礦山地質環境恢復與治理堅持"誰開發,誰保護,誰破壞,誰治理"和"在開發中保護,在保護中開發"的方針,重點說明了采場邊坡的治理、采礦平臺的綠化治理、干選尾砂渣堆的治理、工業場地的拆除與治理、尾礦庫的治理措施。

超貧磁鐵礦礦山地質環境恢復與治理

1　超貧磁鐵礦的基本概念

（1）超貧磁鐵礦為達不到現行鐵礦地質勘查規范邊界品位要求，在當前技術經濟條件下可以進行開發利用的含鐵巖石的統稱。

（2）超貧磁鐵礦的界定：依據國家現行的《鐵、錳鉻礦地質勘查規范》,需選鐵礦石分為兩個亞類:一類是礦石品位TFe>50%,因礦石含多種有用組分和有害雜質,需要分離以后方可用于工業的一般富礦；另一類是礦石品位TFe50%～20%,需通過選礦工藝使其人為富集成為富礦后才能利用的貧礦。超貧磁鐵礦則屬于礦石品位TFe<20%,需通過選礦工藝使其人為富集成為富礦后才能利用的貧礦,屬于需選礦石亞類中的一種。

（3）河北省超貧磁鐵礦的主要成因類型有三種：超基性巖型超貧磁鐵礦、基性巖型超貧磁鐵礦和沉積變質巖型超貧磁鐵礦。

（4）礦床工業指標：邊界品位要求mFe含量≥6%，最低工業品位要求mFe含量≥8%。

（5）礦床開采技術指標：可采厚度≥4m，夾石剔除厚度≥4m，露天平均剝采比≤0.5:1，采場最終邊坡角≤60°，最低開采標高一般為當地最低侵蝕基準面，地形低緩的礦區凹陷深度一般不超過50m。

2　河北省超貧磁鐵礦概述

（1）河北省超貧磁鐵礦資源豐富,目前已發現和正在開發的超貧磁鐵礦預測資源量為70億噸～100億噸。其中承德50億噸，張家口10億噸，太行山地區約10億噸～30億噸，秦皇島市2億噸。

在承德市、張家口市、秦皇島市已發現和正在開發利用的超貧磁鐵礦，主要為超基性巖型超貧磁鐵礦。其礦體產于海西期緯向構造帶及次一級呈北東向展布的構造帶中呈超基性雜巖體中，礦石品位TFe14%-18%，mFe6%-12%。該類型礦床成礦母巖為輝石角閃巖或角閃輝石巖，規模一般較大,礦床規模亦較大。

在承德市承德縣、灤平縣一帶及石家莊市元氏-贊皇一帶已發現和正在開發利用的超貧磁鐵礦，主要為基性巖型超貧磁鐵礦。其礦體產于海西期緯向構造帶及次一級呈北東向展布的構造帶中呈超基性雜巖體中，一般礦石品位TFe12%～20%，mFe5%-12%。成礦母巖為輝長巖和蘇長巖，規模一般較大,礦床規模亦較大。

在張家口的崇禮縣，保定的淶源縣、阜平縣，石家莊的靈壽縣、行唐縣、平山縣、贊皇縣，邢臺的臨城縣和邢臺縣，已發現和已開發利用的超貧磁鐵礦，主要為沉積變質巖型超貧磁鐵礦。廣泛分布在太行山地區和燕山地區古老的變質巖系地層中,一般礦石品位TFe13%左右，mFe≥6%。該類型超貧磁鐵礦一是分布在太古界桑干群或阜平群（贊皇群）上部呈磁鐵角閃片麻巖分布的不穩定夾層，二是分布于早元古界甘淘河群下部的含磁鐵變粒巖夾層。該類型的超貧磁鐵礦一般開采技術條件不好，礦床規模較小，大部分為小型礦床。

（2）隨著中國鋼鐵工業的快速發展，對鐵礦產品需求量的日益增加，鐵礦產品的價格也大幅度提高，在經濟利益的驅動下，2000年以后河北開始大規模開發超貧磁鐵礦。開發之初，由于缺乏規則，帶有很大的自發性、盲目性、隨意性，各地不同程度出現大規模無證群采、盜采現象。為適宜這種新的變化，規范對超貧鐵礦的管理，2005年11月，河北省發布了《超貧磁鐵礦勘查技術規程（暫行）》，制定了礦床工業指標，明確了超貧磁鐵礦的最低工業品位，統一了對超貧磁鐵礦的認識，也為全面規范超貧磁鐵礦管理提供了技術和政策支持。截止到2008年，河北省已辦理超貧鐵礦探礦權170個，采礦權69個。超貧磁鐵礦由于是露天進行“剝山皮”、“剃光頭”式開采，且一般十幾噸礦石才能選出一噸礦砂，致使地表植被、地形地貌等地質環境破壞嚴重，同時產生大量的廢碴，對當地生態環境破壞非常嚴重，對社會自然生態環境、地質環境也帶來一定的負面效應。隨著人們對環境保護意識的提高，2008年后，河北省逐步關停、整合了一批規模小、生產技能低的小礦山。

（3）2010年，隨著石家莊市、邢臺市、承德市、保定市、唐山市等市的《礦產資源總體規劃（2011—2015年）》的發布，超貧磁鐵礦被列入限制勘查、限制開采的礦種，只有在有效進行生態環境恢復的前提下，才能合理、有序地開發超貧磁鐵礦資源。

（4）2014年4月18日，河北省召開了全省大氣污染防治礦山環境治理攻堅行動電視電話會議，制定了《河北省大氣污染防治礦山環境治理攻堅行動方案》，具體做到：“關閉一批”：對距離鐵路、高速公路和城鎮周邊300米以內的有證礦山，在2014年年底前徹底關閉；“治理整頓一批”：對距離鐵路、高速公路和城鎮周邊300米以外環保不達標的有證礦山停產整頓，驗收達標后方可恢復生產；“治理一批”：對鐵路、高速公路兩側和城鎮周邊等地責任主體滅失礦山，在2015年底前完成治理任務；“打擊一批”：對非法礦山發現一處，取締一處，尤其對非法開采露天小建材礦和非法開采超貧磁鐵礦的，依法從嚴查處；“卡死一批”：今后不再新設高硫煤、超貧磁鐵礦探礦權；“提升一批”：通過聯合改造、收購重組、優勢企業兼并等方式，對影響環境的露采小礦山進行全面整合，新設礦山必須達到綠色礦山標準，全面提高礦山生態建設水平。

3　礦山地質環境恢復與治理

（1）河北省的超貧磁鐵礦經過十年的開采，尤其是初期的大規模無序群采、盜采，礦山地質環境遭到嚴重破壞，主要表現為：地形地貌景觀的破壞；地表植被的破壞；占壓破壞林地或草地；占壓破壞荒山地或未開發利用地；采場的高陡邊坡及選礦后的廢渣，在暴雨或持續降雨作用下，易產生崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。其他的環境問題還包括產生大量粉塵和廢氣、廢水、廢渣，嚴重污染周邊空氣、水體和土壤，特別是露天礦產生的揚塵已成為大氣污染的重要因素。

（2）超貧磁鐵礦的礦山地質環境恢復與治理堅持“誰開發,誰保護,誰破壞,誰治理”和“在開發中保護,在保護中開發”的方針,主要是對采場邊坡的治理、采礦平臺的綠化治理、干選尾砂渣堆的治理、工業場地的拆除與治理、尾礦庫的治理。

①采場邊坡的治理措施

采場的邊坡（掌子面）治理主要包括削坡和綠化工程。

當邊坡高度小于十米時，可對邊坡直接進行削坡或清除浮石，邊坡角控制在不大于75°，然后在坡腳開挖種植槽，槽內覆土（按比例添加肥料、保水劑等），覆土厚度0.4-0.6米，種植攀緣類植物（如爬山虎等），種植間距0.2—0.3米。

當邊坡高度大于十米時，應對邊坡采取臺階式的處理方式，臺階高度不大于十米，臺階寬度一般3-5米，坡面角不大于75°，然后在臺階上修筑種植槽，槽內覆土（按比例添加肥料、保水劑等），覆土厚度0.4-0.6米，種植攀緣類植物（如爬山虎等），種植間距0.2-0.3米。

采場邊坡和采礦平臺治理效果圖

②采礦平臺的綠化治理措施

根據實際情況，首先對平臺土壤進行熟化，培肥保水，之后對采礦平臺進行綜合群落綠化，種植適宜當地生長的喬灌木，恢復植被環境。喬木的種植間距一般3-5米，灌木的種植間距一般1-3米。

③干選尾砂渣堆的治理措施

河北省超貧磁鐵礦采選生產能力達5000萬～6000萬t/年,選礦比基本上為1∶10,巖礦的松散系數為1.5,即1m3原礦可產生

1.5m3尾沙,年產生的尾礦量接近3×107m3。大量的尾礦排放于山間谷地，壓覆山間植被甚至農田，當遇到暴雨或持續降雨時，有可能產生泥石流地質災害，改變了當地的地質環境和自然環境。

重力式擋土墻效果圖

對干選尾礦渣堆的治理措施主要包括：擋墻防護工程、排水工程、防沖刷工程、坡面整治工程、綠化工程等。

擋墻防護工程：主要布置在渣堆前緣，包括重力式擋土墻、干砌石擋墻、漿砌石擋墻、石籠擋墻等，目的是防治尾砂向下游轉移，侵害下游的農田、村莊等人民生命的財產和安全。

排水工程：在渣堆外圍5-10米，修筑截排水渠（溝），天然地基（巖石），漿砌石結構，漿砌毛石，采用U30塊石，為防止不均勻沉降，每間隔20米設置以沉降縫，寬3cm，木條填充，瀝青灌縫。水泥砂漿強度M10，外墻面采用凸勾縫，頂部、底部內壁兩側水泥砂漿抹面，厚度1cm。平面段地形截排水溝坡底設計斜率不小于3°，坡面段地形截排水溝溝底斜率采用自然坡度，3°-10°時可不設置擋水坎，當地形縱坡度大于10°時設置消能設施，可將溝底開挖呈鋸齒狀用以減緩水流流速，彎曲段的彎曲半徑不小于35m。截排水渠（溝）的作用是防大量雨水的匯入而產生泥石流地質災害，其設計應滿足20年或50年一遇的校核計算。

防沖刷工程：在干選尾礦渣堆斜坡區的坡肩1-3米修筑擋水埂，防治雨水對坡面沖刷。擋水埂可采用細顆粒的尾礦砂或粘性土夯實而筑，高度一般為0.5-1.0米，截面一般呈梯形，底寬1米左右，頂寬0.5米左右。

坡面整治工程：當渣堆高度小于十米時，可進行削坡處理，坡角控制在32°左右；當渣堆高度大于十米時，按不大于十米的要求，在中部修筑馬道，馬道寬2-3米，每一級坡角控制在32°左右。為下一步綠化工作打下基礎。

綠化工程：在坡面上開挖魚鱗坑，種植紫穗槐、沙棘等灌木，種植間距1-2米；在坡面整治效果圖

渣堆平臺種植適宜當地生長的喬灌木，恢復植被環境。喬木的種植間距一般3-5米，灌木的種植間距一般1-3米。

④工業場地的拆除與治理措施

對工業廣場內已有建筑物進行拆除、平整、覆土和綠化，恢復植被環境。

⑤尾礦庫的治理措施

部分生產規模較大的礦山，選礦產生的大量尾礦,存放于礦山附近的尾礦庫。尾礦庫壩體的穩定與否，直接關系到礦山的安全生產和尾礦壩下游人民和財產的安全。嚴格尾礦庫壩體設計和嚴格按設計建設和管理好尾礦壩是開發利用超貧磁鐵礦的前提和必要條件。

對閉庫尾礦庫應進行覆土造田和覆土綠化,有效保護環境和控制人為地質災害的發生。

⑥灌溉養護工程

為植被成活生長的必要設施，并提供后期維護養護安排。

⑦治理成效監測

實施跟蹤監測，掌握治理工程的實施進度及施工質量，直接反映治理成效，為治理過程中出現的問題及時提出有效建議。

4　結論

文章概述了河北省超貧磁鐵礦的基本概念、資源儲量、成因類型與分布，闡述了超貧磁鐵礦的礦山地質環境恢復與治理的基本方法,主要是對采場邊坡的治理、采礦平臺的綠化治理、干選尾砂渣堆的治理、工業場地的拆除與治理、尾礦庫的治理。

[1]《超貧磁鐵礦勘查技術規程（暫行）》（河北省國土資源廳2005年）.

[2]朱黨生等《河北省阜平縣某超貧磁鐵礦礦山地質環境恢復與治理施工圖設計》2015年.

[3]河北省靈壽縣賈峪超貧磁鐵礦礦山地質環境恢復治理項目，靈壽縣國土資源局，2012年.

[4]河北冀宇工程建設服務有限公司，承德某礦山治理方案.

[5]河北省超貧磁鐵礦的開發與利用，百度文庫.

X8[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-293-2

劉蓓（1989～），女，本科，研究方向為地質災害治理、礦山環境治理。